La construcción de la iglesia se inició en el año 1619 por voluntad de Carlos Manuel I de Saboya y fue dedicada a San Carlo Borromeo, quien luego de una peregrinación a pie desde Milán, llegó a Turín para rezar ante la Sábana Santa.
La fachada actual, es más reciente pertenece al año 1834 y es obra de Ferdinando Caronesi. El frente está decorado con un bajorrelieve de mármol que representa a Emanuele Filiberto. El campanario de planta cuadrada y con una cúpula octogonal fue construido en 1779. La iglesia posee forma longitudinal con una nave y dos capillas en cada lado. La primera capilla, hacia la derecha es la denominada Capella dell'Addolorata y hacia la izquierda la llamada Capella di San Giuseppe, ambas obras de Tommaso Carlone y finalizadas en 1656. El altar es obra de Bernardino Quadri.
El retablo representa a San Carlo Borromeo en Turín, cuando llegó hasta esta ciudad en 1578 para rezar ante la Sábana Santa. Además, entre las varias pinturas, hay diversas de la escuela de Caravaggio. En los años 60 y según un proyecto de Guido Chiarelli se llevó a cabo la iluminación nocturna de la iglesia.